包括外壳（14）和堆叠在所述外壳（14）中的多个原电池（201、202）的装置（100），其中所述原电池（201、202）具有层序列，所述层序列包括被分配给阳极（2）的导电体（1）、阳极（2）、隔膜（5）、阴极（6）和被分配给阴极（6）的导电体（7），其中密封件分别覆盖原电池（201、202）的层序列的边沿，以便使所述边沿电绝缘并且气密地封闭，而且其中被分配给阳极的导电体（1）的外表面和被分配给阴极的导电体（7）的外表面至少部分地保持裸露，使得原电池的被分配给阴极（6）的导电体（7）与在外壳（14）中相邻地布置的原电池（201、202）的被分配给阳极（2）的导电体（1）电接触。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种包括外壳和堆叠在外壳中的多个原电池（galvanischesElement）的装置，其中所述原电池具有层序列，所述层序列包括被分配给阳极的导电体（Stromableiter）、阳极、隔膜（Separator）、阴极和被分配给阴极的导电体。此外，本专利技术还涉及一种包括至少一个这种装置的电池组。
技术介绍
锂离子电池组的特征主要在于很高的比能量和极其微小的自放电。锂离子电池具有至少一个正电极和至少一个负电极（阴极和阳极），其中锂离子在充电和放电时在两个电极之间往复流动。为了可以进行锂离子的输送，需要所谓的锂离子导体。在目前使用的锂离子电池（所述锂离子电池例如在消费领域（移动电话、MP3播放器等）中投入使用或者作为蓄能器在电动车辆或者混合动力车中投入使用）中，锂离子导体是液态电解质，该液态电解质通常包含被溶解在有机溶液中的锂导电盐六氟磷酸锂（LiPF6）。这些锂离子电池被包围在包装（Verpackung）中，所述锂离子电池包括电极、锂离子导体以及建立电连接的导电体。这些包装使锂离子电池绝缘并且阻止物质从电池中流出。在具有液态电解质的锂离子电池方面不利的是：在老化和温度升高以及热应力的情况下，电解质成分可能分解而且在电池中形成过压。在没有相应的保护措施的情况下，这可能导致电池的爆裂（Bersten）或者甚至导致电池的燃烧。可替换地，可能的是使用固体的陶瓷的或无机的锂离子导体，而不是液态电解质。通过这种思路，避免了电解质在外壳损坏的情况下的外流。同样，随着压力形成（Druckaufbau）而不可能再进行化学分解。但是不能省去外壳，因为电池必须相互电绝缘而且必须阻止电极的活性材料流出。如果多个电池组电池聚集在共同的电池组外壳中，那么这也是这种情况，因为否则在电池之间可能出现内部短路。在此，有问题的是：一方面，电池必须正确地彼此连接、例如连接成串联，以便产生更高的电压；而另一方面，各个电池组电池的体积可以根据电池组电池的充电状态而改变。此外，所希望的是，各个电池组电池的包装占用尽可能小的空间，因为电池包装所需的空间仅仅使电池组增大，而却对电池组的容量没有贡献。在例如在阴极的区域中包括腐蚀性的、易溶解的或挥发性的组成部分的电池组电池的情况下，包装是特别重要的，所述组成部分不允许进入到阳极的区域内而且也不允许从电池组电池中泄漏。对此的示例包括锂硫电池组电池的、钠硫电池组电池的或另一金属硫化物电池组电池的硫或聚硫化物。另一示例是金属氟化物，如铁氟化物（FeF3、FeF2）、铜氟化物或在锂金属氟化物电池中的其它的金属氟化物。如果这些示例中的硫化物或氟化物从阴极的区域泄漏，那么这可能导致与阳极的材料或其它电池组成部分的干扰反应。同样，特别在机械上有问题的是与将固体材料用作电解质、隔膜和/或用作离子导体相结合的包装，因为在固体的表面或棱边上的密封件对体积变化灵敏地做出反应。
技术实现思路
提出了一种装置，其包括外壳和堆叠在外壳中的多个原电池，其中所述原电池具有层序列，所述层序列包括被分配给阳极的导电体、阳极、隔膜、阴极和被分配给阴极的导电体，其中密封件分别覆盖原电池的层序列的边沿，以便使该边沿电绝缘并且气密地封闭，并且其中被分配给阳极的导电体的外表面和被分配给阴极的导电体的外表面至少部分地保持裸露，使得原电池的被分配给阴极的导电体与在外壳中相邻地布置的原电池的被分配给阳极的导电体电接触。以这种方式可以实现原电池的串联。其中容纳各个原电池的外壳例如可以是电池组外壳或电池模块外壳。外壳优选地棱柱形地或大致圆柱形地来实施，其具有例如圆形的或矩形的横截面。各个原电池堆叠地被容纳在外壳中，其中堆叠是指：各个原电池沿堆叠方向相邻地被布置在共同的外壳中并且在必要时被压合。在此，各个原电池都具有与外壳或处于外壳内部的框架相对应的横截面，这些原电池因此例如可以圆形地、矩形地或条形地来实施。每个原电池都包括具有阳极装置的层序列，所述层序列包括被分配给阳极的导电体、阳极、隔膜和阴极结构，该阴极结构同样包括阴极和被分配给阴极的导电体。隔膜被实施为传导离子的隔膜，使得该隔膜一方面使阳极结构与阴极结构相互电绝缘，但是同时能够实现在两个电极之间的离子流。如果该原电池例如被实施为锂离子电池，那么阳极例如包括金属锂，而阴极例如包括如下活性材料，所述活性材料例如从锂化的过渡金属氧化物、金属硫化物或金属氟化物或与锂形成化合物的另一物质中选择。接着，隔膜相应地被实施为锂离子导体，并且例如由陶瓷材料（如锂石榴石、锗酸锌锂（Lisicon））、或硫化玻璃、或传导离子的结晶化合物构成，该结晶化合物具有元素磷、硫和添加物（如锗或硅）或作为掺杂物的另一元素。如果原电池被充电，那么锂离子从阴极流到阳极，并且在阳极以金属锂的形式积聚，或者也以锂诸如与硅的合金的形式来积聚。相反地，在放电时，锂离子从阳极中溶解，流过隔膜并且重新积聚在阴极的活性材料中或直接与阴极的活性材料（诸如硫、金属硫化物（如FeS2）或金属氟化物）可逆地进行反应。在该过程中，阴极的体积只是小地改变，而阳极的体积变化比较大。由于阳极或阴极的体积变化引起的原电池的体积变化根据实施方式可以是100%以及更多。原电池的层序列在堆叠的一侧上利用被分配给阳极的导电体来封闭，而在所述堆叠的对侧上利用被分配给阴极的导电体来封闭。导电体通常被实施为金属薄膜，其中在锂离子电池的情况下，通常铜作为材料被用于被分配给阳极的导电体，而例如镍、铝、钛、铌、钽、金或也有碳或由这些成分构成的层压部（Laminat）或层系统被用于被分配给阴极的导电体。在此，所使用的金属薄膜本身是气密的并且阻止电极材料通过导电体流出。因此，原电池的密封件只在层序列的边沿上是必要的。设置在该装置中的覆盖原电池的层序列的边沿的密封件被设立为使得该边沿电绝缘并且气密地封闭。因此，包含在原电池中的电极材料也不能在边沿上从层序列中流出。此外，该边沿通过密封件引起的电绝缘阻止了被分配给阴极的导电体与相同原电池的被分配给阳极的导电体直接电连接，使得由于两个导电体在层序列的边沿上的直接接触而引起的在原电池之内的短路是不可能的。在此，密封件基本上只覆盖层序列的边沿，使得被分配给阳极的导电体的外表面和被分配给阴极的导电体的外表面至少部分地保持裸露。以这种方式，简单地可能的是将多个原电池串联，其方式是这些原电池简单地被堆叠在外壳中。在此，通过如下方式来建立原电池彼此的电接线：原电池的被分配给阴极的导电体分别与在外壳中相邻地布置的原电池的被分配给阳极的导电体接触。在本专利技术的其它实施方式中，可设想的是：通过钎焊、焊接或通过导电的粘结剂（Kleber）的连接来改善在两个相邻地布置的原电池之间的电连接。在本专利技术的一实施方式中，原电池的密封件这样成形，使得原电池在外壳之内只利用其密封件来接触壁（Wandung）并且利用密封件来保持在限定的位置。在此，外壳和密封件被构建为使得当原电池膨胀或收缩时，原电池相对于外壳沿堆叠方向的移动是可能的。所提出的密封件包围原电池的整个边沿。如果原电池已经被组合成该装置，那么所述原电池仅仅以其密封的边沿来接触外壳。原电池的未被密封件覆盖的区域被用于原电池彼此的电接触。原电池的密封件在插入到外壳中时没有与该外壳固定连接，使得这些密封件在外壳中本文档来自技高网...
【技术保护点】
包括外壳（14）和堆叠在所述外壳（14）中的多个原电池（201、202）的装置（100），其中所述原电池（201、202）具有层序列，所述层序列包括：被分配给阳极（2）的导电体（1）、阳极（2）、隔膜（5）、阴极（6）和被分配给阴极（6）的导电体（7），其特征在于，密封件分别覆盖原电池（201、202）的层序列的边沿，以便使所述边沿电绝缘并且气密地封闭，其中所述被分配给阳极的导电体（1）的外表面和所述被分配给阴极的导电体（7）的外表面至少部分地保持裸露，使得原电池的被分配给阴极（6）的导电体（7）与在外壳（14）中相邻地布置的原电池（201、202）的被分配给阳极（2）的导电体（1）电接触。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.23 DE 102014207610.21.包括外壳（14）和堆叠在所述外壳（14）中的多个原电池（201、202）的装置（100），其中所述原电池（201、202）具有层序列，所述层序列包括：被分配给阳极（2）的导电体（1）、阳极（2）、隔膜（5）、阴极（6）和被分配给阴极（6）的导电体（7），其特征在于，密封件分别覆盖原电池（201、202）的层序列的边沿，以便使所述边沿电绝缘并且气密地封闭，其中所述被分配给阳极的导电体（1）的外表面和所述被分配给阴极的导电体（7）的外表面至少部分地保持裸露，使得原电池的被分配给阴极（6）的导电体（7）与在外壳（14）中相邻地布置的原电池（201、202）的被分配给阳极（2）的导电体（1）电接触。2.根据权利要求1所述的装置（100），其特征在于，所述原电池（201、202）借助于它们的密封件在外壳（14）中定位，而且所述外壳（14）和所述密封件被构建为使得当原电池（201、202）膨胀或者收缩时，所述原电池（201、202）相对于所述外壳（14）的移动是可能的。3.根据权利要求1或2所述的装置（100），其特征在于，所述密封件在其面向原电池（201、202）的内侧上具有空间（12），所述空间（12）被设立用于补偿原电池（201、202）的电极（2、6）中的一个的材料膨胀。4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置（100），其特征在于，所述密封件的至少一部分弹性地来实施，以便补偿原电池（201、202）的膨胀。5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置（100），其特征在于，所述原电池（201、202）的密封件具有连接元件（9.4、9.5、15、16、17），以便将原电池（201、202）的密封件与被布置在外壳（14）中的另一原电池（201、202）的密封件连接。6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置（100），其特征在于，所述密封件具有密封元件（9、10），所述密封元件（9、10）具有隆起部（20...
【专利技术属性】
技术研发人员：I克卡姆，B舒曼，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。